[發明專利]地鐵雜散電流腐蝕實驗系統

有效

• 申請號: 201210380968.2
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102879323A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李威;許少毅;王禹橋;楊雪鋒
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及一種模擬地鐵雜散電流腐蝕進程的系統，具體涉及一種地鐵雜散電流腐蝕實驗系統。

背景技術

地鐵機車大多采用直流牽引供電方式，機車所需的電流由牽引變電所提供，通過接觸網（架空線或接觸軌）向機車送電，并通過鋼軌作為牽引電流回路，返回到牽引變電所，由于鋼軌很難做到完全對地絕緣，因此牽引電流并非全部由鋼軌流回牽引變電所，而是有一部分由鋼軌雜散流入大地，形成地下雜散電流。研究表明，雜散電流會對地鐵系統內混凝土主體結構中的鋼筋和埋設于地下的金屬管線等金屬結構造成嚴重的電化學腐蝕，這不僅會縮短金屬結構的使用壽命，而且會降低地鐵系統內主體結構的強度和耐久性，甚至會釀成嚴重的事故。由于我國的城市軌道交通已經進入大規模建設的高峰時期，所以，在地鐵建設和運營過程中必須采取有效的措施防止金屬結構的雜散電流腐蝕。

防止金屬結構的雜散電流腐蝕，需要對金屬結構的雜散電流腐蝕狀態進行實時監測，由于在地鐵系統中雜散電流密度很難直接測量，目前只能通過測量金屬結構的極化電位來間接表征金屬結構的腐蝕狀況。影響金屬結構極化電位的因素有很多，歸納現有研究成果，主要有供電區間距離、金屬結構距離鋼軌的水平長度、金屬結構的埋地深度、土壤電阻率和機車牽引電流五個影響因素，金屬結構極化電位與各個影響因素的相互關系目前只能根據經驗被定性描述，尚未被定量表達。

發明內容

技術問題：本發明的目的是要提供一種地鐵雜散電流腐蝕實驗系統，解決目前不能定量表達極化電位與各影響因素的相互關系的問題。

技術方案：

本發明的目的是這樣實現的：地鐵雜散電流腐蝕實驗系統包括：可調直流電源，電量變送器、數據采集裝置、上位機、信號調理器、輔助電極、鋼筋網、鋼筋混凝土塊、參比電極、土壤箱、鋼筋和鋼管；可調直流電源的正極和負極分別連接兩個不同的輔助電極，輔助電極嵌入在鋼筋混凝土塊的上表面；鋼筋分布在鋼筋混凝土塊內部的不同位置，共布置六根；鋼筋混凝土塊的下表面同土壤箱中的土壤介質密實接觸，土壤箱中布置五根具有不同位置的鋼管；參比電極緊鄰鋼筋和鋼管埋設；鋼筋和鋼管的測量點及參比電極通過導線與信號調理器連接，并將測試信號傳輸至數據采集裝置；可調直流電源的電壓信號經過電量變送器實時傳輸至數據采集裝置；數據采集裝置將兩路信號通過串行通信端口傳輸至上位機。

所述的鋼筋混凝土塊的尺寸為0.850?m×0.675?m×0.267?m，鋼筋混凝土塊的成分為水：石：沙：水泥，重量比例為8:44:32.5:15.5；所述的土壤箱的尺寸為1.000?m×0.850?m×0.675?m，由絕緣木板制作而成。

所述的可調直流電源通過輔助電極向實驗系統施加不同的電壓。

所述的輔助電極由薄鋼片制作而成，共計五根，任意兩根輔助電極同可調直流電源的正極和負極連接。

所述的鋼筋共計六根，其中有四根的深度一樣，與輔助電極的水平距離不同；有三根的深度不同，與輔助電極的水平距離相同。

所述的鋼管共計五根，其中有三根的深度一樣，與輔助電極的水平距離不同；有三根的深度不同，與輔助電極的水平距離相同。

所述的參比電極采用Mo/MoO參比電極。

有益效果：由于采用了上述技術方案，能夠全面模擬地鐵系統內機車牽引電流、供電區間距離、金屬結構距離鋼軌的水平長度、金屬結構的埋地深度和土壤電阻率這五個主要影響因素與金屬結構極化電位的相互關系，這是一種能夠有效模擬地鐵雜散電流腐蝕進程的實驗系統，能夠為定量表達金屬結構極化電位與各影響因素的相互關系提供數據支撐，為進一步提高地鐵系統內金屬結構的腐蝕狀態評估能力進行實驗準備。

附圖說明

圖1是本發明的地鐵雜散電流腐蝕實驗系統圖。

圖2是本發明的輔助電極分布示意圖。

圖中：1、可調直流電源；2、電量變送器；3、數據采集裝置；4、上位機；5、信號調理器；6、輔助電極；7、鋼筋網；8、鋼筋混凝土塊；9、參比電極；10、土壤箱；11、鋼筋；12、鋼管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的說明：